DE823483C

DE823483C - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metallrohren

Info

Publication number: DE823483C
Application number: DEP37554D
Authority: DE
Inventors: Irving Rossi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-03-06
Filing date: 1949-03-24
Publication date: 1951-12-03
Also published as: CH265256A; LU29058A1; GB643122A; US2473221A; BE482681A; FR967510A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallrohren.

Das kontinuierliche Gießen von Metallrohren und besonders von Rohren mit vergleichsweise dünner Wandung bietet viele praktische Schwierigkeiten, die bis jetzt nicht bewältigt werden konnten. Ks ist wohl bekannt, daß zwar Vollbolzen seit geraumer Zeit nach kontinuierlichen Verfahren erfolgreich gegossen werden. Man hat jedoch ohne Krfolg versucht, die l>eim Gießen dieser Bolzen angewendeten Verfahren auf das kontinuierliche Gießen von dünnwandigen Rohren zu übertragen. Iris sind viele Versuchs- und Entwicklungsarbeiten unternommen worden, um ein brauchbares Verfahren auszuarbeiten: zahlreiche Vorschläge wurden gemacht und eine große Zahl von Patenten erteilt, die Verfahren und Anlagen beschreiben, die das Problem hätten lösen sollen. Tatsache ist aber nach wie vor, daß es bis heute kein Verfahren gibt, um dünnwandige Rohre im kontinuierlichen Verfahren auf wirtschaftlicher Basis betriebsmäßig zu gießen, und daß die bisher zur Erzeugung dickwandiger RoIIire angewendeten Verfahren langsam und allgemein unbefriedigend arbeiten.

Es wird hier die Ansicht vertreten, daß einer der Gründe für das bisherige Mißlingen darin zu suchen ist, daß alle früheren Lösungsversuche sich im wesentlichen an die grundlegende Verfahrensregel beim Gießen von Vollbolzen gehalten haben, das geschmolzene Metall von der Rohraußenwand her zu kühlen und dem Außenkühlen stets die ül>er-

wiegende Bedeutung zugemessen worden ist. In der Tat sind audh viele Vorschlage gemacht worden, den die innere Rohrwand formenden Dorn zu kühlen.

Die nach diesem bekannten Verfahren erzeugten Rohre besaßen ungenügende Eigenschaften. Die Oberflächen, besonders im Rohrinnern, waren rauh und ungleichmäßig, und an der Innenwand traten vielfach Risse auf. Das Gefüge der Stränge ist häufig uneinheitlich, und es können vielfach Poren beobachtet werden.

Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu überwinden und ein Verfahren nebst Anlage zum kontinuierlichen Gießen

^X5 von Rohren guter Qualität anzugeben, d. h. von Rohren mit hinreichend glatten Oberflächen, mit gleichmäßiger Struktur und ohne merkliche Porosität.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus dem Nachstehenden hervor.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Anlage zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Zeichnungen veranschaulicht, worin die Abbildung einen senkrechten Schnitt durch die An-

»5 lage zeigt.

Der vorliegenden Erfindung entsprechend wird die gesamte Wärme, die dem geschmolzenen Metall zum Zweck der Herbeiführung der Erstarrung entzogen wird, an der Innenseite des Rohres abgeführt, d. h. durch einen Dorn, der die Innenwandung bildet. Mit anderen Worten, es wird nur von innen her gekühlt, anstatt von außen oder von außen und innen, wie bei früheren Verfahren. Wie aus dem bereits Gesagten zu entnehmen ist, wird die Kokillenwand, welche die äußere Rohrwand zu formen hat, auf einer Temperatur gehalten, die jeden merklichen Wärmeentzug verhindert; außerdem kommt dieser Wandung aber auch die Aufgabe zu, das Kristallwachstum von der Innenseite her einzuschränken und die äußere Rohrwandung zu formen und zu glätten, wenn das Röhr kontinuierlich aus der Form herausgeführt wird.

In der Zeichnung besteht die Anlage aus einem Kokillenblock ι aus geeignetem Werkstoff wie Graphit, wobei im oberen Teil des Blockes eine Aushöhlung 2 angebracht ist, die als Vorratsbehälter dient, in welchem ein flüssiger Metallsumpf aufrechterhalten wird. Das flüssige Metall wird fortlaufend aus einem geeigneten Warmhalteofen (nicht gezeichnet) durch ein Rohr 3 zugeführt. Der Kokillenblock kann in irgendeiner geeigneten Art und Weise abgestützt sein, z. B. vermittels einer Auflageplatte 4, und kann vermittele Halteschrauben 5 in seiner Arbeitsstellung gesichert sein, so daß der Block leicht entfernt und ausgewechselt werden kann.

Durch den Boden des Kokillenblockes ist nach unten ein zylindrischer Kokillenkanal 6 durchgeführt, der mit einer größer gehaltenen öffnung 7 in der Auflagerplatte fluchtet, zum Zweck, dadurch einen Durchlaß zum kontinuierlichen Herausführen des geformten Rohres zu schaffen. Ein wassergekühlter Dorn 8 ragt nach unten in den Koikillenkanalo; er besteht aus einer äußeren Hülse 9 mit Zuleitunigsstutzen 10 und einem inneren rohrförmigen Strömungsleitmittel 11, zum Zweck, das Kühlwasser in Richtung der eingezeichneten Pfeile fließen zu lassen. Ein Auslaßstutzen 12 ist mit dem oberen Ende des Rohres 11 verbunden., Den Boden der Hülse 9 verschließt eine Platte 13; diese Platte ist aber vorzugsweise mit Durchbrechungen 14 versehen, die einen Teil des Kühlwassers unmittelbar auf die Innenwandung des erstarrten Rohres spritzen lassen. Vorzugsweise verjüngt sich die Außenwand der Hülse 9 leicht, um eine Schrumpfung nach Maßgabe der fortschreitenden Abkühlung des erstarrten Metalles zuzulassen.

Wie bereits erwähnt, soll die gesamte, dem geschmolzenen Metall zur Herbei führung seiner Erstarrung entzogene Wärme an der Innenseite des Rohres über den Dorn abgeführt werden. In der Regel hält auch die Wijrme des in der Aushöhlung 2 aufrechterhaltenen flüssigen Metallsumpfes den Kokillenblock 1 auf einer ausreichend höhen Temperatur, um jeden merklichen Wärmeabfluß durch die Wandung des Kokillenkanals 6 zu verhindern. Indessen kann aber der Kokillenblock mit Kanälen 15 versehen sein zur Aufnahme geeigneter Heizelemente, vermittels derer der Block auf jeder gewünschten Temperatur gehalten werden kann.

Die Art und Weise, in der das Rohr gebildet wird, durch das vom wassergekühlten Kern nach außen gerichtete Kristallwachstum, ist auf der Zeichnung veranschaulicht. Mit fortschreitendem Kristallwachstum nimmt die Wandstärke des Rohres allmählich zu, bis die sich an der Außenfläche des Rohres bildenden Kristalle mit der Wandung des Kokillenkanals in Berührung kommen. Wie ohne weiteres verständlich, wird das erstarrte Rohr fortlaufend aus der Form abgezogen, wobei die äußere Form den Strang während der endgültigen Erstarrung glättet. Mit der endgültigen Erstarrung geht eine leichte Schrumpfung einher, so daß die Reibung zwischen dem erstarrten Metall und der Wandung des Kokillenkanals erträglich bleibt.

Wenn erwünscht, kann ein Spritzring 16 das Rohr unterhalb seiner Austrittsstelle aus dem Kokillenkanal umgeben. Das an der Außenseite des Rohres angewandte Kühlwasser, zusammen mit dem an seine Innenseite durch die öffnungen 14 herangebrachten, führt die im Rohr nach eingetretener Erstarrung des geschmolzenen Metalles enthaltene Restwärme ab, wobei die Erstarrung ausschließlich die Folge der Wärmeabführung durch den Dorn sein soll.

Bei im Gange befindlichem Verfahren wird das erstarrte Rohr fortlaufend, vorzugsweise vermittels Rollen (nicht gezeichnet) abgezogen. Der Dorn kann auch in Richtung seiner Achse hin und her bewegt werden. Danach würde der gekühlte Dorn 8 entsprechend der gekühlten Kokille 'beim bekannten Verfahren mit dem Rohrstrang in gleicher Geschwindigkeit kurze Zeit nach unten wandern, sich jedoch dann wieder schneller nach oben zurückbewegen.

Claims

Es erhellt, daß das vorbeschriebene Verfahren und die Anlage sich ohne weiteres auch zum kontinuierlichen Mehrfachgießen eignen, wenn es wünschenswert erscheint, eine Mehrzahl von Rohren gleichzeitig zu gießen. Es ist dann lediglich notwendig, die Anzahl der Kokillenkanäle und die Anzahl der Dorne zu erhöhen, um einen Mehrfachguß zu ermöglichen. ίο Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metallrohren mittels eines wassergekühlten Domes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzwärme ausschließlich über die Dornwand abgeführt wird und die ungekühlte Kokille den erstarrenden Strang glättet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restwärme des gegossenen Rohres durch direkte Kühlung des Stranges nach dem Austritt aus der Kokille abgeführt wird.

3. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Rohren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn zuerst kurze Zeit mit dem Strang abwandert, sodann jedoch mit höherer Geschwindigkeit zurückgezogen wird.

4. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallrdhren nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Kokillenblock mit einer Aushöhlung, in der ein flüssiger Metallsumpf aufrechterhalten wird, von der aus ein Formkanal, in den der wassergekühlte Dorn hineinragt, nach außen führt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Dorn öffnungen zum Aufspritzen von Wasser gegen die Innenwandung des erstarrten Rohres vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um Kühlwasser unmittelbar auf die Rohrwandung unterhalb des Punktes zur Anwendung zu bringen, an dem die Erstarrung der Rohrwandung vollendet ist, zum Zweck, dieser die Restwärme zu entziehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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